Постоянная нагрузка от собственного веса стойки

Для определения нагрузки от собственного веса стойки предварительно задаемся размерами сечения:

- высота сечения стойки 0,73 м;

- ширина сечения стойки 0,15 м.

Коэффициент надежности по нагрузке .

кг/м³ - плотность клееной лиственницы [1, прил. 3].

Собственный вес стойки ( ):

=0,15 ^. 0,73 ^. 7,3 ^. 1,1 ^. 650 = 571,54 кг.

Нагрузка от собственного веса стойки прикладывается в виде сосредоточенной силы на уровне обреза фундамента.

Временная нагрузка

Снеговая нагрузка

Снеговая нагрузка для статического расчета принимается как равномерно распределенная по ригелю. Величина распределенной нагрузки будет равна:

= кг/м,

где S – расчетная нагрузка, зависящая от района строительства (VII), [4, п. 5.2, табл.4];

- коэффициент, зависящий от формы покрытия, принимается согласно [4, прил. 3*], =1 при α < 25⁰;

B=6,3м - шаг поперечных рам.

Снеговая нагрузка на стойку передается в виде сосредоточенной силы равной:

=136,08 кН,

где - пролет поперечной рамы.

Считаем, что нагрузка передается без эксцентриситета, в соответствии с этим =136,08 кН/м.

Ветровая нагрузка

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки w_m на высоте z над поверхностью земли следует определять по формуле:

где w₀ - нормативное значение ветрового давления [4 п. 6.4, табл.5], w₀=0,3кПа для II ветрового района;

k_z - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте [4 п. 6.5, табл.6];

с - аэродинамический коэффициент [4 п. 6.6, прил.4]. Принимаю с наветренной стороны для напора , для отсоса .

В общем виде расчетная ветровая нагрузка, действующая на стойку на высоте z от уровня земли будет равна:

[кН/м],

где B=6,3м - шаг поперечных рам;

=1,4 – коэффициент надежности по нагрузке.

Значение определяется для характерных точек стойки, а именно на расстоянии от обреза фундамента равного z₁= 5м,

z₂=H_ст=7,3м, =7,3+0,924+0,263=8,48м, z₄= 10м.

где - высота стойки;

- высота ригеля в центре пролета;

- высота панели покрытия.

; ; ; для городских территорий, лесных массивов и других местностей, равномерно покры­тых препятствиями высотой более 10 м; (тип местности В [1 п. 6.5])

.

По данным значениям строится действительный характер распределения ветровой нагрузки по высоте для напора и тоже самое для отсоса.

;

;

;

;

;

;

С целью упрощения, для статического расчета нагрузка от обреза фундамента до низа ригеля приводится к равномерно распределенной по стойке.

Рисунок 70. Ветровая нагрузка на раму

Величина равномерно распределенной нагрузки находится из равенства площадей эпюр действительной распределенной ветровой нагрузки и эквивалентной равномерно распределенной

Соответственно определяем из выражения:

[кН/м].

кН ;

кН ;

кН ;

кН ;

кН/м; кН/м.

Ветровая нагрузка от низа ригеля до конька приводится к сосредоточенной силе, приложенной по низу ригеля. Сосредоточенная сила определяется как площадь трапеции и для напора будет равна: [кН],

Для напора: кН ;

Для отсоса: кН.

Расчетная схема рамы приведена на рисунке 83.

где P_покр – нагрузка от собственного веса покрытия ,

Р_сн – нагрузка от стенового ограждения,

Р_к – от собственного веса колонны,

- линейные и сосредоточенные нагрузки от действия ветра на раму.

Двухшарнирная рама является один раз статически неопределимой системой. За неизвестное удобно принимать продольное усилие в ригеле, который считается абсолютно жестким. Величина X находится как сумма Xi, определенных из канонических уравнений метода сил для каждого вида загружения отдельно:

Рисунок 71. Расчетная схема рамы

Виды загружений, вызывающих усилия в ригеле:

а) ветровая линейная нагрузка

; ;

б) ветровая сосредоточенная нагрузка

;

;

в) нагрузка от стеновых панелей, приложенных с эксцентриситетом

;

.

Анализируя результаты статического расчета рамы, можно сделать вывод о том, что опасным сечением, в котором возникают максимальные сила N, изгибающий момент M и поперечная сила Q является сечение 1-1 на уровне обреза фундамента (в заделке). Для определения усилий в опасном сечении, из двухшарнирной рамы вырезаем стойку, к ней прикладываем местную нагрузку, действие отброшенных связей заменяем соответствующими реакциями. Определение внутренних силовых факторов M, N, Q ведем как для консольной балки. Расчетные усилия от кратковременных нагрузок принимаем с коэффициентом сочетания .

Рисунок 72. Расчетная схема двухшарнирной рамы для определения усилий в стойке

Усилия определяем для левой и правой стоек.

Максимальные усилия возникают в нижнем сечении колонн у заделки в фундамент. Изгибающие моменты в левой и правой стойке определяются из выражения:

Поперечные силы в стойках:

Продольное усилие сжатия:

,